瀝青運輸船液貨系統(tǒng)安全管理

鄧忠誠

摘 要：瀝青運輸船屬于油品運輸船的一種，因載運的是高溫液態(tài)瀝青，故其液貨系統(tǒng)與油品運輸船有不同之處。全面了解瀝青運輸船舶特點及高溫液態(tài)瀝青貨品特性，從安全管理和安全技術(shù)等方面，研究分析液貨系統(tǒng)常見設(shè)備故障及可能引發(fā)安全事故的原因，和應(yīng)采取的防范措施，避免造成人員傷害、設(shè)備損壞及環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞：石油瀝青 瀝青貨品特性 瀝青運輸船 液貨系統(tǒng) 安全管理

石油瀝青在二十世紀(jì)三十年代后，逐漸成為公路路面主要材料。早期的瀝青海上運輸是采用桶裝固態(tài)件雜貨運輸方式。隨著世界各國高速公路及城鄉(xiāng)道路建設(shè)的迅猛發(fā)展，瀝青的需求量也快速增長，液態(tài)瀝青專業(yè)運輸船也應(yīng)運而生。

瀝青運輸船是油品運輸船的一個分支，必須滿足SOLAS及MARPOL等國際公約及行業(yè)組織OCIMF等對油品運輸船的要求。在安全管理上與油輪有許多相似之處，其主要不同之處在于高溫液態(tài)瀝青對液貨系統(tǒng)及液態(tài)瀝青裝卸操作等的特殊要求。

海上瀝青運輸船特點

由于瀝青貿(mào)易批量較小，所以瀝青船的噸位相當(dāng)較小，一般為4000-7000噸級，也有少量12000噸級。

規(guī)范要求，瀝青船應(yīng)符合載運閃點大于60℃（閉杯實驗）石油產(chǎn)品的液貨船的的要求。瀝青船首先滿足相關(guān)油船的要求，同時滿足瀝青載運的相關(guān)要求。一般瀝青船船級證書被授予油船符號：Oil Tanker，并且?guī)в懈郊訕?biāo)志：Asphalt Carrier。

瀝青船的液貨艙分為獨立液貨艙和整體液貨艙。獨立液貨艙不與船體結(jié)構(gòu)相連或不是船體結(jié)構(gòu)的組成部分，整體液貨艙構(gòu)成船體結(jié)構(gòu)的一部分，且以相同方式與鄰近的船體結(jié)構(gòu)一起承受相同的負荷，它通常是船體的結(jié)構(gòu)完整性所必需的。

瀝青船加熱保溫系統(tǒng)。瀝青在船岸之間的裝卸、裝船后海上運輸及船對船的轉(zhuǎn)駁過程中，必須控制在一定的溫度和粘度范圍內(nèi)。瀝青的粘度隨溫度而變化，粘度一般要求在100-200cst，對應(yīng)的適宜溫度為160℃左右。因此瀝青船與一般油船不同，除貨油管系外，還必須設(shè)有加熱保溫系統(tǒng)。

瀝青船液貨監(jiān)測控制報警系統(tǒng)。瀝青船設(shè)有固定的液貨測深設(shè)備、液貨高溫報警裝置、高液位報警裝置及在獨立液貨艙絕熱層外設(shè)置溫度檢測報警裝置，在貨艙處所污水阱設(shè)高液位報警裝置。

瀝青的貨品特性

瀝青主要可以分為煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青三種，用于道路建設(shè)主要的是石油瀝青。

石油瀝青（英文名稱：Asphalt或Bitumen），是原油蒸餾后的殘渣。石油瀝青不屬于《IBC規(guī)則》所規(guī)定的X、Y、Z一類具有污染危害性的物質(zhì)的范圍，但應(yīng)滿足《MARPOL公約》對于油類貨種防污染方面的要求。石油瀝青的主要組分是油分、樹脂和地瀝青質(zhì)。還含2%-3%的瀝青碳和似碳物，還含有蠟。瀝青中的油分和樹脂能浸潤瀝青質(zhì)。瀝青的結(jié)構(gòu)以地瀝青質(zhì)為核心，吸附部分樹脂和油分，構(gòu)成膠團。

液體高溫瀝青如接觸人體可導(dǎo)致燙傷、灼傷等后果。因此在操作過程中一定要做好防護工作，并嚴格按操作程序進行，避免對人體造成傷害。

瀝青對環(huán)境的危害：液體瀝青產(chǎn)生的蒸汽對環(huán)境有危害，對大氣可造成污染。

危險特性：遇明火、高溫可燃，燃燒時放出有毒的刺激性煙霧；當(dāng)溫度超過127℃的瀝青與水接觸瞬間，會使水急劇餾成蒸汽，并迅速膨脹，導(dǎo)致瀝青發(fā)泡，甚至產(chǎn)生爆炸。

瀝青船液貨系統(tǒng)安全管理

瀝青船的液貨系統(tǒng)與普通油品運輸船有所不同，除貨油艙及貨油管系外，還有保溫加熱系統(tǒng)、伴熱管系、特殊的掃線系統(tǒng)和液貨監(jiān)控系統(tǒng)等。

瀝青船的液貨系統(tǒng)較為復(fù)雜，如果船上人員對設(shè)備技術(shù)特性不熟悉、日常對設(shè)備維護保養(yǎng)不善、操作人員操作失誤等就可能釀成瀝青泄露、人員受傷及設(shè)備損壞等事故。

下面就瀝青船液貨系統(tǒng)常見安全管理問題發(fā)生的原因及應(yīng)采取的安全防范措施進行探討。

1、液貨管系

瀝青船液貨管系較復(fù)雜、工作環(huán)境較惡劣。如果維護保養(yǎng)不善，使用操作不當(dāng)，日常檢查不細可能導(dǎo)致設(shè)備故障而發(fā)生滲漏。

貨油管系主要包括：貨油管道、膨脹補償接頭、各艙進出控制艙閥、甲板上匯集管控制閥、穿插在其間的空氣吹通管路以及用于加熱管道的伴熱管道等，管系用絕熱保溫材料包敷外層用不銹鋼鐵皮固定。

管系的滲漏有兩種形式：一種是外漏，也是通常意義的滲漏，如管道法蘭連接處的滲漏；第二種是內(nèi)漏，如閥門關(guān)閉不緊而生產(chǎn)的滲漏。

管系常見發(fā)生滲漏的部位、滲漏的原因及安全管理上的措施：

管道的連接法蘭處。瀝青裝卸過程中管道受冷熱伸縮交變以及船舶在大風(fēng)浪中劇烈顛簸振動等，導(dǎo)致連接螺栓松動；法蘭之間密封墊片材料老化失效；法蘭密封工作面銹蝕以及在裝卸貨及掃線時壓力過大等是造成滲漏的主要原因。管系滲漏貴在早發(fā)現(xiàn)早處理。因管道法蘭被保溫材料所包裹，初期的微小滲漏不易發(fā)現(xiàn)。在對管系充氣保壓測漏時，法蘭處是檢查重點之一，細心探聽是否有漏氣響聲。在裝卸貨時巡視法蘭處附近保溫材料外是否有細小的瀝青滲出。

壓力表支管、掃線空氣管道等與裝卸貨主管道連接處。該處應(yīng)力集中加上支管細小焊接工藝處理不當(dāng)?shù)仍颍B接焊縫處銹蝕加快極易產(chǎn)生裂縫或洞穿而造成泄漏。這些細微處平常作為維護檢查的重點，不要遺漏和疏忽，經(jīng)常性的檢查除銹涂漆。

閥門本體故障而產(chǎn)生內(nèi)漏。瀝青船普遍采用油輪閘閥作為管系控制閥。相對其它形式而言，油輪閘閥具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維護方便等優(yōu)點。液體瀝青所含成分復(fù)雜，實踐中發(fā)現(xiàn)其對金屬材料有一定的腐蝕性，油輪閘閥的閘板下端在啟閉的瞬間受到橫斷面減小局部壓力增大的流體的沖擊等原因，導(dǎo)致閘閥閘板密封工作面材料磨損或剝蝕導(dǎo)致工作中密封失效而發(fā)生滲漏。一般在裝貨前要做密性試驗。啟動熱油鍋爐，將貨艙及貨油管路加熱至100℃以上，使殘留其間的瀝青融化。充入壓縮空氣，啟閉艙閥檢查其工作狀況，如發(fā)現(xiàn)滲漏及時解體修復(fù)或換新。endprint

2、裝卸貨軟管

從岸上煉油廠把瀝青輸送到船上或從船上將瀝青泵送到岸上，瀝青存儲設(shè)備以及船到船之間的過駁，都需要船岸或船船之間的貨油管道的連接。連接方式有兩種，一種是用輸油臂管頭連接，另一種是用金屬波紋軟管兩端法蘭連接。輸油臂是煉油廠碼頭設(shè)備，而金屬波紋軟管是船上備存設(shè)備。

瀝青船上使用的裝卸貨軟管一般由不銹鋼波紋管外包不銹鋼編制網(wǎng)，兩頭用氬弧焊結(jié)連接法蘭盤。導(dǎo)致破裂的主要原因：使用及搬用過程中的過度曲折，裝卸貨及空氣吹通掃線過程中壓力過大，生產(chǎn)制造時在波紋管與法蘭連接焊縫以及波紋管彎曲部位存在工藝缺陷等。

在使用及搬運存放時避免過度彎曲，避免管系中流體超壓。裝卸時定期巡視檢查，發(fā)現(xiàn)軟管外金屬網(wǎng)有瀝青滲出或發(fā)現(xiàn)有突出鼓包應(yīng)立即停止使用，以免產(chǎn)生嚴重的瀝青泄露事故。

3、液貨監(jiān)測報警系統(tǒng)

瀝青船液貨監(jiān)測報警系統(tǒng)有：液貨測深裝置、液貨溫度監(jiān)測裝置、高液位報警裝置、貨艙艙壓報警裝置等。這些設(shè)備發(fā)生故障一般分兩部分，即設(shè)備的電氣和機械。這里主要討論發(fā)生在液貨艙內(nèi)高溫液態(tài)瀝青環(huán)境下傳感器部分的常見問題。

3.1高液位報警裝置

一般瀝青船貨艙內(nèi)高液位報警裝置傳感器原理：不銹鋼浮球上部裝連接桿，當(dāng)液位上漲到一定高度時，浮球帶動上部的連接滑桿在浮力作用下上升，連接桿頂部觸發(fā)報警開關(guān)，裝置發(fā)出聲燈光警報信號。

可能發(fā)生的問題：較薄的不銹鋼浮球在貨艙內(nèi)因高溫瀝青的裝卸過程而產(chǎn)生較大溫差，交變的熱脹冷縮可導(dǎo)致浮球破損失去浮力或浮球與連接滑桿脫落而不能上浮，報警失效。船在大風(fēng)浪中航行因較大幅度的顛簸搖晃使貨艙瀝青液體飛濺附著到位于艙頂?shù)倪B接滑桿上，造成連接滑桿阻滯不能自由在導(dǎo)孔中上下滑動同樣使報警失效。

3.2固定液位測深裝置

瀝青船固定安裝的液貨測深設(shè)備多采用雷達型，也有用磁致伸縮液位測量計的。

這里主要介紹雷達型固定測深裝置。其工作原理：在貨艙艙頂裝設(shè)雷達天線，通過雷達天線發(fā)出微波脈沖，在液位表面產(chǎn)生反射并被雷達系統(tǒng)接收，經(jīng)數(shù)據(jù)處理顯示液位高度。

雷達型測深裝置在貨艙內(nèi)天線有兩種型式：一種是喇叭口式，另一種是導(dǎo)波管式。貨艙內(nèi)瀝青也可能飛濺并附著在喇叭口內(nèi)表面或?qū)Рü軆?nèi)壁及導(dǎo)波鋼纜上，導(dǎo)致產(chǎn)生假回波影響測深效果。

安全管理措施：每航次擬裝貨的預(yù)加熱前對高液位報警裝置的浮球、連接滑桿狀態(tài)進行檢查測試，對固定測深系統(tǒng)進行效能測試。發(fā)現(xiàn)問題及時處理，對船上現(xiàn)有技術(shù)條件處理不了的，報請公司技術(shù)指導(dǎo)或派專業(yè)人員上船修復(fù)。

4、瀝青貨油泵

瀝青船貨油泵布置在泵艙，與布置在機艙的貨油泵驅(qū)動柴油機通過穿艙軸連接。瀝青船普遍采用雙螺桿泵作為輸送瀝青的貨油泵，卸貨時將瀝青從貨艙泵送至岸上儲存設(shè)備。相對其他形式的泵而言，雙螺桿泵流量范圍大，流量均勻，工作平穩(wěn)，噪音和振動相對較小，適用的粘度范圍較廣，有較強的自吸能力。

瀝青貨油泵常見故障及措施：①船體局部變形使泵、中間軸及貨泵柴油機三者不對線，致使貨油泵運行不良甚至聯(lián)軸節(jié)損壞。應(yīng)定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整對線。②人員操作失誤。在未開啟旁通回流閥或停泵時，關(guān)閉出口閥，負荷急劇加大，管系壓力升高，振動劇烈甚至產(chǎn)生貨油泵損壞。應(yīng)加強操作人員技術(shù)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，嚴格執(zhí)行“先開后關(guān)”原則，防止誤操作發(fā)生。③瀝青貨油泵進口處金屬過濾網(wǎng)被瀝青中的蠟質(zhì)及纖維狀物質(zhì)附著，瀝青流通過不暢，卸貨速率降低。應(yīng)定期檢查瀝青泵濾網(wǎng)，清除上面的附著物。

5、伴熱管系

瀝青船普遍采用熱油加熱系統(tǒng)。加熱系統(tǒng)有燃油熱油鍋爐、熱油循環(huán)泵、注油泵、膨脹槽及伴熱管路等。熱油管路在貨艙內(nèi)設(shè)置蛇形盤管為貨艙內(nèi)盛裝的瀝青供熱保溫。為了保證貨油管系的暢通，一般要求裝卸貨作業(yè)前將貨油管系加熱至100℃以上，使殘留在其間的瀝青融化到具一定的流動性，故在貨油泵、貨油管路及管路上的各閥門設(shè)有伴熱管路。

伴熱管與貨油泵、閥門及貨油管路之間填充具有粘合性、高導(dǎo)熱性并有一定機械強度的導(dǎo)熱膠泥。伴熱管系常見安全管理問題及對策：

瀝青船普遍噸位較小，大風(fēng)浪中甲板易上浪。受海浪沖擊及船舶顛簸振動等原因，貨油管與伴熱管之間填充的導(dǎo)熱膠泥可能出現(xiàn)脫落松動等現(xiàn)象。導(dǎo)致加溫不良，相應(yīng)的貨油管路或控制閥門內(nèi)殘留的瀝青沒能被融化，造成管路不暢通或閥門不能啟閉，影響裝卸貨作業(yè)。

在裝卸貨前，啟動加熱系統(tǒng)后，定時檢查貨油泵、貨油管路及控制閥門的溫升情況，并做好記錄。對無溫升的部位要檢查，排除故障。

在船舶塢修時，應(yīng)拆開貨油管系外的保溫材料，對貨油管系及伴熱管系檢查除銹涂耐高溫油漆，重新填充導(dǎo)熱膠泥。

還有一種內(nèi)插管形式的伴熱管，即在貨油管內(nèi)插熱油管熱油管靠近貨油管底部。這種形式伴熱管系發(fā)生破損，可能有導(dǎo)熱油漏到貨油里，影響貨物質(zhì)量。并且瀝青可能進入熱油管系，當(dāng)停止加熱后，瀝青在管系內(nèi)凝固，導(dǎo)致再次啟動熱油系統(tǒng)時，流動受阻發(fā)生故障。

6、獨立液貨艙的支承

因瀝青船獨立液貨艙比整體液貨艙在日常檢查及維護保養(yǎng)方面有更突出的優(yōu)點，故被船東廣泛采用。

獨立液貨艙在貨艙處所以適當(dāng)?shù)闹С醒b置支持，其不與船體結(jié)構(gòu)直接相連。支承裝置采用具良好絕熱性能的材料。這些材料一般在高溫條件下會改變其機械性能和物理性能，在設(shè)計和建造上采取有效措施保證其機械性能和物理性能不至有明顯下降。

獨立液貨艙底部采用多支點支承，以便使獨立液貨艙及貨物重量均勻傳遞到船底結(jié)構(gòu)。支承設(shè)置在獨立液貨艙和船體的主要構(gòu)件上。在獨立液貨艙上一般設(shè)有縱、橫向限制裝置，使獨立液貨艙在高溫下膨脹朝預(yù)定方向伸展。還設(shè)置有阻止獨立液貨艙橫向滑移和翻轉(zhuǎn)及防浮裝置。

安全管理上的問題：①獨立液貨艙的支承裝置、限制裝置、防移動裝置及防浮裝置等，會因船舶在海上搖晃顛簸及熱脹冷縮交變和材料老化等，易造成支承松動貨艙滑移，造成貨艙及船體構(gòu)件受損及與液貨艙相連的貨油管受損泄露等。②因這些裝置設(shè)置在貨艙處所狹窄空間內(nèi)不易檢查，不少船長及高級船員對這些裝置不完全熟悉。endprint

應(yīng)采取的安全措施：船公司應(yīng)將獨立液貨艙的日常檢查維護保養(yǎng)程序詳細編入安全管理體系中。船長及高級船員應(yīng)查閱了解船上技術(shù)圖紙《液貨艙布置圖及支承裝置計算書》等，了解獨立液貨艙支承結(jié)構(gòu)、工作原理及技術(shù)細節(jié)，編制船上液貨艙支承裝置的檢查維護保養(yǎng)細節(jié)，做好日常檢查維護保養(yǎng)。

7、防止液貨艙進水

當(dāng)溫度超過127℃的瀝青與水接觸瞬間，會使水急劇餾成蒸汽，并迅速膨脹，導(dǎo)致瀝青發(fā)泡，甚至產(chǎn)生爆炸。

瀝青船因噸位小致干舷低甲板上的液貨艙艙蓋易上浪受海水沖擊，或因暴雨艙蓋密閉不嚴等原因可能導(dǎo)致貨艙進水。

在液貨艙擬裝貨的預(yù)熱前，對液貨艙進行仔細檢查，如發(fā)現(xiàn)有水及時清除。裝完貨后擰緊艙蓋及觀察孔蓋上的每個壓緊螺母，不要遺漏。日常維護保養(yǎng)時，定期對艙蓋上的水密膠條進行檢查，發(fā)現(xiàn)老化及時更換。

8、防止人員燙傷

在瀝青裝卸作業(yè)時，易造成人員燙傷的有下列幾種常見情況：①在裝卸貨結(jié)束對貨油管系掃線，當(dāng)管線中壓縮空氣未泄放干凈，管線中存在殘壓時盲目拆卸連接管，致使殘留的壓縮空氣攜高溫瀝青噴出，燙傷附近作業(yè)人員。②在貨物的取樣，將瀝青從貨艙舀起灌裝至樣品罐時，因操作不當(dāng)瀝青灑落到操作人員身體。③掃線時，對應(yīng)的液貨艙艙蓋或觀察口關(guān)閉不牢，瀝青從開口縫中噴出，飛濺到人員身體。④在瀝青裝至貨艙高位時，開啟觀察孔或艙蓋，高溫瀝青蒸汽沖出燙傷人員。⑤偶發(fā)管路泄漏燙傷附近的作業(yè)人員。

安全管理上的防燙傷措施：①辨識瀝青裝卸操作過程中的燙傷危險環(huán)節(jié)，制定正確操作方案。教育全體作業(yè)人員嚴格執(zhí)行操作程序，防止誤操作造成人員燙傷。②作業(yè)人員穿戴好個人防護裝備，如安全帽、連體工作服、呼吸器、防護面罩、皮圍裙及皮手套等。

結(jié)束語

瀝青運輸船舶在安全管理上，應(yīng)根據(jù)液體瀝青貨物特性、瀝青運輸船液貨系統(tǒng)及本船特點，改進完善液貨系統(tǒng)設(shè)備維護及安全操作程序，避免造成人員傷害、設(shè)備損壞及環(huán)境污染。

參考文獻：

[1]中國船級社. 鋼質(zhì)海船入級規(guī)范. 人民交通出版社，2011

[2]陳 嵐. 瀝青運輸船設(shè)計. 武漢造船， 1999（5）

[3]張傳清. 瀝青運輸船舶的管理. 航海技術(shù)， 2002（1）

[4]崔 剛， 張 鋼. 基于海上瀝青貨物安全運輸?shù)难芯? 中國航海， 2012（3）

（作者單位：華中航運集團有限公司）endprint